2005年8月瑞士阿尔卑斯山脉中部暴雨触发的局部地震活动

Locally triggered seismicity in the central Swiss Alps following the large rainfall event of August 2005

2005年8月,瑞士中部在12小时时段内出现了包含47次事件的异常地震序列。这些地震出现在降雨量超过300mm的持续3天暴雨结束的时候,最强的地震活动分别丛集在瑞士穆奥塔塔尔和里曼斯塔登地区,它们都是降雨量特别大的著名喀斯特地貌地区。与背景活动相比明显增加的地震活动,以及在突降暴雨与地震活动之间的短时延迟,有力地证明了地震是由降雨所触发。在我们的模型中,由大量降雨引起的地表流体压力的增加,导致深处局部孔隙压的增加。孔隙流体压力的增加会通过抵消正应力来减少渗水介质的剪应力,最终引发地震。瑞士中部的触发地震序列出现在以往地震活跃的地区,显示了相似的震中位置和震级。这表明这些地震发生在处于临界应力状态的已有断层上。我们将降雨模拟为地表流体压力逐步递增,且向深部传播满足均匀无限半空间一维扩散的过程。这使得我们可以依据触发地震震源深度的时间变化估计水压扩散率。结果表明,研究区域的水压扩散率数值在0.01～0.5m2s-1范围内。这些数值很好地吻合了前人流体触发地震的研究结果,并支持已观测到的地震序列由大量降雨所触发这一认识。